(57)【要約】【課題】マルチホップリレー携帯電話網においてメッセージ負荷量を最小化しながら最適の経路を選択することができるルーティング方法を提供する。【解決手段】移動端末と、基地局と、少なくとも一つ以上の中継器とを含むマルチホップリレー携帯電話網におけるルーティング方法であって、上記移動端末とその周辺の少なくとも一つ以上の中継器が基地局とのリンク品質を測定してリンク品質情報を生成し、該リンク品質情報を上記移動端末に転送する過程と、上記移動端末が、上記中継器のリンク品質情報を受信して最適の経路を選択し、該選択された最適の経路情報を上記基地局に転送する過程と、を含むことを特徴とする。【選択図】図３
2006352894.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動端末と、基地局と、少なくとも一つ以上の中継器とを含むマルチホップリレー携帯電話網におけるルーティング方法であって、
前記移動端末とその周辺の少なくとも一つ以上の中継器が基地局とのリンク品質を測定してリンク品質情報を生成し、該リンク品質情報を前記移動端末に転送する過程と、
前記移動端末が、前記中継器のリンク品質情報を受信して最適の経路を選択し、該選択された最適の経路情報を前記基地局に転送する過程と、を含むことを特徴とするルーティング方法。
【請求項２】
前記基地局が、前記移動端末が送信した最適の経路情報を受信すれば、該受信に応じて基地局―中継器―移動端末間の最適の経路を決め、該最適の経路を前記移動端末に転送する過程をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のルーティング方法。
【請求項３】
前記最適の経路情報は、該最適の経路に基づいて予め決められた最適の経路を有する少なくとも一つの中継器情報を含むことを特徴とする請求項１に記載のルーティング方法。
【請求項４】
前記中継器のリンク品質情報生成は、基地局または周辺の少なくとも一つ以上の中継器のプリアンブル信号を用いて受信信号強度を測定し、該受信信号強度の測定を通じてチャンネル品質値を予測してリンク品質情報を生成する過程をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のルーティング方法。
【請求項５】
前記中継器のリンク品質情報生成は、基地局または周辺の中継器のパイロット信号を用いて受信信号強度を測定し、該受信信号強度の測定を通じてチャンネル状態値を予測してリンク品質情報を生成する過程をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のルーティング方法。
【請求項６】
前記リンク品質情報は、前記中継器から前記基地局までの最適の経路情報を含むことを特徴とする請求項１に記載のルーティング方法。
【請求項７】
前記各中継器が、前記リンク品質情報をプリアンブル信号を通じて前記移動端末に転送する過程をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のルーティング方法。
【請求項８】
前記プリアンブル信号は、当該中継器の識別字情報をさらに含むことを特徴とする請求項７に記載のルーティング方法。
【請求項９】
前記各中継器が、前記リンク品質情報をパイロット信号を通じて前記移動端末に転送する過程をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のルーティング方法。
【請求項１０】
前記移動端末が、前記リンク品質情報受信による信号対干渉ノイズ比を測定し、前記移動端末と前記各中継器との間のリンク品質を予測する過程をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のルーティング方法。
【請求項１１】
前記移動端末が、前記リンク品質情報受信による受信信号強度指示子を測定し、前記移動端末と前記各中継器との間のリンク品質を予測する過程をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のルーティング方法。
【請求項１２】
前記移動端末が、前記リンク品質情報受信を通じて当該移動端末自分から接続される前記各中継器及び前記基地局とのマルチホップ経路のチャンネル状態値を獲得することを特徴とする請求項１に記載のルーティング方法。
【請求項１３】
前記中継器が、受信信号強度に応じたＭＣＳレベル値を決め、該決められたＭＣＳレベル値に応じて基地局―中継器間のリンク品質情報値のインデックスを選択し、該選択されたリンク品質情報値のインデックスに応じて前記基地局―中継器間のリンク品質情報値を決めることを特徴とする請求項１に記載のルーティング方法。
【請求項１４】
前記ＭＣＳレベル、前記基地局―中継器間のリンク品質情報値のインデックス、及び前記受信信号対干渉ノイズ比が、予め決定されたマッピングテーブルから構成されることを特徴とする請求項１３に記載のルーティング方法。
【請求項１５】
前記移動端末の最適の経路選択は、
前記リンク品質情報受信による移動端末から前記基地局までの各経路に関する最適経路有効データ転送率を計算する過程と、
前記最適経路有効データ転送率結果に基づいて前記各中継器から基地局までの各経路のうち、最適の経路を選択する過程をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のルーティング方法。
【請求項１６】
前記有効データ転送率は、次式１のように計算することを特徴とする請求項１５に記載のルーティング方法。
【数１】
2006352894.tif 000007
（前記式中、Ｒ１は、基地局―中継器間リンクのデータ転送率を示し、Ｒ２は、中継器―移動端末間リンクのデータ転送率を示し、Ｅは、基地局から前記第１中継器を経て移動端末に接続される経路の有効転送率を示す。）
【請求項１７】
前記有効データ転送率は、次式２のように計算することを特徴とする請求項１５に記載のルーティング方法。
【数２】
2006352894.tif 000008
（前記式中、Ｒ１は、基地局―第１中継器間リンクのデータ転送率を示し、Ｒ２は、第１中継器―第２中継器間リンクのデータ転送率を示し、Ｒ３は、第２中継器―移動端末間リンクのデータ転送率を示し、Ｅ３は、基地局―第１中継器―第２中継器―移動端末の順に接続される経路の有効転送率を示し、Ｅ２は、第２中継器における有効転送率を示す。）
【請求項１８】
前記有効データ転送率は、次式３のように計算することを特徴とする請求項１５に記載のルーティング方法。
【数３】
2006352894.tif 000009
（前記式中、Ｒｎは、第（ｎ―１）中継器―第ｎ中継器間リンクのデータ転送率を示し、ＥＮは、基地局―第（ｎ―１）中継器−第ｎ中継器―移動端末の順に接続される経路の有効転送率を示す。）
【請求項１９】
移動端末と、基地局と、少なくとも一つ以上の中継器とを含むマルチホップリレー携帯電話網における前記中継器のルーティング方法であって、
前記基地局のプリアンブルを検出し、該基地局のプリアンブルの信号対干渉ノイズ比（ＳＩＮＲ）から基地局―中継器間リンクのデータ転送率を決める過程と、
周辺の中継器のプリアンブルを検出し、該周辺の中継器のプリアンブル信号対干渉ノイズ比（ＳＩＮＲ）から各中継器同士の中継器―中継器間リンクのデータ転送率を決める過程と、
前記周辺の中継器のプリアンブルに含まれた情報データから前記各中継器から前記基地局までの各経路に関する最適経路有効データ転送率を計算する過程と、
前記最適経路有効データ転送率結果に基づいて前記各中継器から基地局までの各経路のうち最適の経路を選択し、該選択された最適経路情報を前記基地局に報告する過程と、
前記基地局への報告後、中継器自分のプリアンブルを特定のシーケンスに生成し転送する過程と、を含むことを特徴とするルーティング方法。
【請求項２０】
前記基地局への最適経路情報の報告後、前記基地局から最終的な最適経路情報を指示される過程をさらに含むことを特徴とする請求項１９に記載のルーティング方法。
【請求項２１】
前記プリアンブルを生成し転送する過程では、前記最適経路の有効データ転送率に応じた中継器プリアンブルの情報データインデックスを決め、該決められた情報データインデックスに応じて中継器プリアンブルを生成し転送することを特徴とする請求項１９に記載のルーティング方法。
【請求項２２】
前記プリアンブルシーケンスは、擬似ノイズコードと直交コードの少なくとも一つを含み、
前記プリアンブルとして用いられる各サブ搬送波は、当該擬似ノイズコード値または直交コード値を含むか、或いは前記擬似ノイズコード値と当該直交コード値との積を含むことを特徴とする請求項１９に記載のルーティング方法。
【請求項２３】
前記中継器のプリアンブルに含まれる基地局―中継器間リンクの品質情報値決定方法において、
前記基地局のプリアンブルを用いて前記基地局から受信される信号強度を測定する過程と、
前記測定された信号強度を用いて前記基地局とのチャンネル状態値を取り込み、該取り込んだチャンネル状態値を前記基地局に報告する過程と、
システム設定によるマッピングテーブルを用いて前記基地局の受信信号対干渉ノイズ比に応じたＭＣＳレベル値を決め、該決められたＭＣＳレベル値に対応する基地局―中継器間のリンク品質情報値のインデックスを選択する過程と、
前記ＭＣＳレベル値及び前記リンク品質情報値のインデックスを用いて中継器自分のプリアンブルを通じて転送する基地局―中継器間のリンク品質情報値を決める過程と、を含むことを特徴とする請求項１９に記載のルーティング方法。
【請求項２４】
前記中継器は、前記基地局から前記マッピングテーブルを予め転送されることを特徴とする請求項１９に記載のルーティング方法。
【請求項２５】
前記有効データ転送率は、次式４のように計算することを特徴とする請求項１９に記載のルーティング方法。
【数４】
2006352894.tif 000010
（前記式中、Ｒ１は、基地局―第１中継器間リンクのデータ転送率を示し、Ｒ２は、第１中継器―第２中継器間リンクのデータ転送率を示し、Ｅは、基地局から前記第１中継器を経て第２中継器に接続される経路の有効転送率を示す。）
【請求項２６】
前記有効データ転送率は、次式５のように計算することを特徴とする請求項１９に記載のルーティング方法。
【数５】
2006352894.tif 000011
（前記式中、Ｒ１は、基地局―第１中継器間リンクのデータ転送率を示し、Ｒ２は、第１中継器―第２中継器間リンクのデータ転送率を示し、Ｒ３は、第２中継器―第３中継器間リンクのデータ転送率を示し、Ｅ３は、基地局―第１中継器―第２中継器―第３中継器の順に接続される経路の有効転送率を示し、Ｅ２は、第２中継器における有効転送率を示す。）
【請求項２７】
前記有効データ転送率は、次式６のように計算することを特徴とする請求項１９に記載のルーティング方法。
【数６】
2006352894.tif 000012
（前記式中、Ｒｎは、第（ｎ―１）中継器―第ｎ中継器間リンクのデータ転送率を示し、ＥＮは、基地局―第（ｎ―１）中継器―第ｎ中継器の順に接続される経路の有効転送率を示す。）
【請求項２８】
前記中継器が、前記有効転送率の計算により選択される周辺の中継器の識別子及び前記中継器識別子に相当する中継器プリアンブルサブチャンネルインデックス、直交コードインデックス、及び中継器の受信信号対干渉ノイズ比を前記基地局に報告することを特徴とする請求項１７に記載のルーティング方法。
【請求項２９】
前記中継器が、前記有効データ転送率値に基づいて上位有効データ転送率値を有する予め決められた少なくとも一つの周辺の中継器情報を前記基地局に報告することを特徴とする請求項１７に記載のルーティング方法。
【請求項３０】
前記基地局に報告される周辺の中継器の個数は、前記基地局によって予め決められることを特徴とする請求項１７に記載のルーティング方法。
【請求項３１】
移動端末と、基地局と、少なくとも一つ以上の中継器とを含むマルチホップリレー携帯電話網における前記移動端末のルーティング方法であって、
前記基地局のプリアンブルを検出し、該基地局のプリアンブル信号対干渉ノイズ比（ＳＩＮＲ）から基地局―中継器間リンクのデータ転送率を決める過程と、
前記中継器のプリアンブルを検出し、該中継器のプリアンブル信号対干渉ノイズ比（ＳＩＮＲ）から各中継器との中継器―移動端末間リンクのデータ転送率を決める過程と、
前記中継器のプリアンブルに含まれた情報データから前記各中継器から前記基地局までの各経路に関する最適経路有効データ転送率を計算する過程と、
前記最適経路有効データ転送率結果に基づいて前記各中継器から基地局までの各経路のうち最適の経路を選択し、該選択された最適経路情報を前記基地局に報告する過程と、を含むことを特徴とするルーティング方法。
【請求項３２】
前記基地局への最適経路情報の報告後、前記基地局から最終的な最適経路情報を指示される過程をさらに含むことを特徴とする請求項３１に記載のルーティング方法。
【請求項３３】
前記移動端末が、前記有効データ転送率値に基づいて上位有効データ転送率値を有する予め決められた少なくとも一つの中継器情報を前記基地局に報告することを特徴とする請求項３１に記載のルーティング方法。
【請求項３４】
前記移動端末が報告する中継器の個数は、前記基地局において予め決めることを特徴とする請求項３１に記載のルーティング方法。
【請求項３５】
前記有効データ転送率は、次式７のように計算することを特徴とする請求項３１に記載のルーティング方法。
【数７】
2006352894.tif 000013
（前記式中、Ｒ１は、基地局―中継器間リンクのデータ転送率を示し、Ｒ２は、中継器―移動端末間リンクのデータ転送率を示し、Ｅは、基地局から前記第１中継器を経て移動端末に接続される経路の有効転送率を示す。）
【請求項３６】
前記有効データ転送率は、次式８のように計算することを特徴とする請求項３１に記載のルーティング方法。
【数８】
2006352894.tif 000014
（前記式中、Ｒ１は、基地局―第１中継器間リンクのデータ転送率を示し、Ｒ２は、第１中継器―第２中継器間リンクのデータ転送率を示し、Ｒ３は、第２中継器―移動端末間リンクのデータ転送率を示し、Ｅ３は、基地局―第１中継器―第２中継器―移動端末の順に接続される経路の有効転送率を示し、Ｅ２は、第２中継器における有効転送率を示す。）
【請求項３７】
前記有効データ転送率は、次式９のように計算することを特徴とする請求項３１に記載のルーティング方法。
【数９】
2006352894.tif 000015
（前記式中、Ｒｎは、第（ｎ―１）中継器―第ｎ中継器間リンクのデータ転送率を示し、ＥＮは、基地局―第（ｎ―１）中継器―第ｎ中継器−移動端末の順に接続される経路の有効転送率を示す。）
【請求項３８】
移動端末と、基地局と、少なくとも一つ以上の中継器とを含むマルチホップリレー携帯電話網におけるルーティング装置であって、
前記基地局とのリンク品質を測定してリンク品質情報を生成し、該リンク品質情報を前記移動端末に転送する少なくとも一つの中継器を含むことを特徴とするルーティング装置。
【請求項３９】
前記中継器が、基地局または周辺の中継器のプリアンブル信号を用いて受信信号強度を測定し、前記受信信号強度の測定を通じてチャンネル状態値を予測してリンク品質情報を生成することを特徴とする請求項３８に記載のルーティング装置。
【請求項４０】
前記中継器が、基地局または周辺の中継器のパイロット信号を用いて受信信号強度を測定し、該受信信号強度の測定を通じてチャンネル状態値を予測してリンク品質情報を生成することを特徴とする請求項３９に記載のルーティング装置。
【請求項４１】
前記リンク品質情報が、前記基地局までの最適の経路情報を含むことを特徴とする請求項３９に記載のルーティング装置。
【請求項４２】
前記中継器が、前記リンク品質情報をプリアンブル信号またはパイロット信号の少なくとも一つを用いて前記移動端末に転送することを特徴とする請求項３９に記載のルーティング装置。
【請求項４３】
前記中継器が、受信信号強度に応じたＭＣＳレベル値を決め、該決められたＭＣＳレベル値に応じて基地局―中継器間リンクの品質情報値のインデックスを選択し、該選択されたリンク品質情報値のインデックスに応じて前記基地局―中継器間リンクの品質情報値を決めることを特徴とする請求項３９に記載のルーティング装置。
【請求項４４】
前記ＭＣＳレベル、前記基地局―中継器間リンクの品質情報値のインデックス、及び前記受信信号対干渉ノイズ比が、予め決定されたマッピングテーブルから構成されることを特徴とする請求項４３に記載のルーティング装置。
【請求項４５】
移動端末と、基地局と、少なくとも一つ以上の中継器とを含むマルチホップリレー携帯電話網におけるルーティング装置であって、
前記中継器から基地局とのリンク品質の測定により生成されたリンク品質情報を受信し、該リンク品質情報を用いて前記基地局との最適の経路を選択し、該選択された最適の経路情報を前記基地局に転送する移動端末を含むことを特徴とするルーティング装置。
【請求項４６】
前記移動端末が、前記リンク品質情報受信による信号対干渉ノイズ比または受信信号強度指示子のうち一つを測定し、前記移動端末と前記各中継器間のリンク品質を予測することを特徴とする請求項４５に記載のルーティング装置。
【請求項４７】
前記移動端末が、前記リンク品質情報受信を通じて前記移動端末自分から接続される前記中継器及び前記基地局とのマルチホップ経路のチャンネル状態値を獲得することを特徴とする請求項４５に記載のルーティング装置。
【請求項４８】
前記移動端末が、前記リンク品質情報受信による移動端末から前記基地局までの各経路に関する最適経路有効データ転送率を計算し、前記最適経路有効データ転送率結果に基づいて前記各中継器から基地局までの各経路のうち最適の経路を選択することを特徴とする請求項４５に記載のルーティング装置。
【請求項４９】
前記有効データ転送率は、次式１０のように計算することを特徴とする請求項４８に記載のルーティング装置。
【数１０】
2006352894.tif 000016
（前記式中、Ｒ１は、基地局―中継器間リンクのデータ転送率を示し、Ｒ２は、中継器―移動端末間リンクのデータ転送率を示し、Ｅは、基地局から前記第１中継器を経て移動端末に接続される経路の有効転送率を示す。）
【請求項５０】
前記有効データ転送率は、次式１１のように計算することを特徴とする請求項４８に記載のルーティング装置。
【数１１】
2006352894.tif 000017
（前記式中、Ｒ１は、基地局―第１中継器間リンクのデータ転送率を示し、Ｒ２は、第１中継器―第２中継器間リンクのデータ転送率を示し、Ｒ３は、第２中継器―移動端末間リンクのデータ転送率を示し、Ｅ３は、基地局―第１中継器―第２中継器―移動端末の順に接続される経路の有効転送率を示し、Ｅ２は、第２中継器における有効転送率を示す。）
【請求項５１】
前記有効データ転送率は、次式１２のように計算することを特徴とする請求項４８に記載のルーティング装置。
【数１２】
2006352894.tif 000018
（前記式中、Ｒｎは、第（ｎ―１）中継器―第ｎ中継器間リンクのデータ転送率を示し、ＥＮは、基地局―第（ｎ―１）−第ｎ中継器−中継器―移動端末の順に接続される経路の有効転送率を示す。）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチホップリレー（ｍｕｌｔｉ―ｈｏｐ  ｒｅｌａｙ）携帯電話網に係り、特に、マルチホップリレー携帯電話網においてメッセージ負荷量を最小化しながら最適の経路を選択することができるルーティング装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、ノート型コンピューターや携帯電話、ＰＤＡ及びＭＰ３プレーヤーなどの数多くのデジタルポータブル電子機器を持ち歩く人が多くなってきた。以下、説明の便宜のために上記デジタルポータブル電子機器を「移動端末（ＭＳ；Ｍｏｂｉｌｅ  Ｓｔａｔｉｏｎ）」と称することにする。この種の移動端末の大半は、上記移動端末同士に連動することなく独立して作動する。よって、中央制御システムに助けられることなく、上記各移動端末自らが無線ネットワークを構成することができたら、上記各移動端末同士は、各種の情報を手軽く共有することができるであろう。また、このような機能を使うことにより新規で多様な情報通信サービスを提供することができるであろう。
【０００３】
上記の如く中央制御システムに助けられることなく、常時にどこでも各移動端末同士の通信を可能にする無線ネットワークをアドホック（Ａｄ  ｈｏｃ）ネットワークまたはユビキタス（ｕｂｉｑｕｉｔｏｕｓ）ネットワークと呼んでいる。上記アドホックネットワークは、各端末が空間上において独立して存在しながら、自分と通信可能な半径内に存在するすべての他の端末をすべて接続してネットワーク化する方式である。ここで、上記各移動端末は、相互間においてサーバーまたはハブになったり、またはクライアントとして存在したりすることができる。
【０００４】
一方、近年の移動通信システムでは、有・無線チャンネルを介して高速のデータ転送に有用な方式としての第４世代移動通信システムに関する研究が盛んに進められている。上記第４世代移動通信システムにおいて最も重要な要求条件の一つが自律適応型（Ｓｅｌｆ―ａｄａｐｔａｂｌｅ）無線ネットワークの構成である。上記自律適応型無線ネットワークとは、中央制御システムからの制御を受けることなく無線ネットワークに自律的に適応し且つ分散的に制御できるように構成して、移動通信サービスを提供することができる無線ネットワークのことをいう。
【０００５】
一般に、上記第４世代移動通信システムでは、高速通信を可能にし、また大量の通話量を収容するために半径が非常に小さいセルが設置される必要がある。しかしながら、現在の無線網設計方式、即ち中央集中方式ではその設計が不可能である。従って、上記の如き無線ネットワークは、分散的に制御され構築されつつも、新規な基地局（以下、「ＢＳ」と略称する）の設置などにより環境の変化に能動的に対処しなければならない。かかる理由から、上記第４世代移動通信システムでは自律適応型無線ネットワークの構成が要求される。
【０００６】
上記第４世代移動通信システムにおいて要求される上記自律適応型無線ネットワークを現実的に実現するためには、前述したようなアドホックネットワークで適用された技術を移動通信システムに取り入れなければならない。これに関する代表的な例が、マルチホップリレー（Ｍｕｌｔｉ―ｈｏｐ  ｒｅａｌｙ）携帯電話網である。上記マルチホップリレー携帯電話網は、固定ＢＳから構成された携帯電話網にアドホックネットワークで適用された技術のマルチホップリレー方式を取り入れたものである。上記携帯電話網では、ＢＳと移動端末（以下、「ＭＳ」と称する）との間に一本の直接リンクにより通信が行われるため、上記ＭＳと上記ＢＳとの間に信頼度の高い無線通信リンクを容易に構成することができる。
【０００７】
しかしながら、上記の如く、携帯電話網では上記ＢＳの位置が固定されていた。従って、無線網構成の柔軟性に欠けていてトラフィック分布や通話要求量の変化が激しい無線環境では効率よいサービスを提供しにくいという短所を抱えている。このような短所を克服するために周辺の多くのＭＳまたは固定中継器（Ｒｅｌａｙ  Ｓｔａｔｉｏｎ、以下「ＲＳ」と称する）を利用してマルチホップの形態としてデータを転送する中継技法を適用する。この種の方式では、周辺環境の変化に対していち早くネットワークを再構成することができ、全無線網をより効率よく運用することができるようになる。ゆえに、第４世代移動通信システムで要求される自律適応型無線網は、上記マルチホップリレー携帯電話網をモデルにして現実的に実現することができる。
【０００８】
上記マルチホップリレー技術が上記携帯電話網に導入されるようになった別の動機付けは、上記マルチホップリレー技術がセルサービス領域を広げ、システム容量を増大させることができるという長所を持っているということである。即ち、ＢＳからのチャンネル状態が悪いＭＳにＲＳを介してのマルチホップリレー経路を構成することによって、より優れたチャンネル状態を有する無線チャンネルを提供することができる。よって、建物などによる遮蔽現象がひどいかげ地域においてマルチホップリレー技法を使えば、より効率よく通信サービスを提供することができる。またＢＳからのチャンネル状態が悪いセル境界地域においてマルチホップリレー技法を適用すれば、より高速のデータチャンネルを提供することができ、セルサービス領域を拡張することができる。
【０００９】
一方、上記マルチホップリレー携帯電話網において最も重要な技術の一つは、ルーティング技術である。上記ルーティング技術は、ＢＳからＭＳまでの多数のマルチホップ経路のうち最適の経路を選択する技術の総称である。一般に、マルチホップリレー携帯電話網では、ＢＳが最適の経路を決める。これは、セル内のほぼすべての制御を上記ＢＳが司るためである。反面、上記ＲＳまたはＭＳのようなすべてのノードが自律的にネットワークを構成するアドホックネットワークでは、各ノードが周辺のノードに助けられて経路を自ら決めることができる。
【００１０】
従って、マルチホップリレー携帯電話網では、最適の経路を選択する主体が上記アドホックネットワークの場合とは異なるため、上記アドホックネットワークを対象に提案され、または研究された多くのルーティング技術を上記マルチホップリレー携帯電話網にそのまま使うことは不可能である。
【００１１】
上記マルチホップリレー携帯電話網におけるルーティング技術は、大きく三段階に分けられる。即ち、ＭＳが周辺のＲＳを認知する第一の段階、認知されたＲＳ―ＭＳ間のリンク品質をＢＳへ報告する第二の段階、報告された品質値を基に上記ＢＳが最適のＢＳ―ＲＳ―ＭＳ間経路を決める第三の段階とに分けられる。
【００１２】
上記第一の段階において、上記ＭＳが周辺のＲＳを認知するために、即ち、上記ＭＳに周辺のＲＳを認知させるために、上記ＭＳ周辺の多数のＲＳからは、所定の制御信号、例えば、パイロット・シーケンスまたはプリアンブル・シーケンスなどのような制御信号を上記ＭＳに転送することができる。このとき、上記ＭＳは、上記周辺のＲＳから転送される制御信号の受信信号強度指示子（ＲＳＳＩ；Ｒｅｃｅｉｖｅｄ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｓｔｒｅｎｇｔｈ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）または信号対干渉／ノイズ比（ＳＩＮＲ；Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）を測定してＲＳ―ＭＳリンクの品質を予測することができる。
【００１３】
上記の如く、マルチホップリレー携帯電話網においてルーティング技術がシステム性能に及ぼす影響は非常に大きい。即ち、ＢＳとＭＳ間の最適の経路を正しく選択しなければ、マルチホップリレー携帯電話網の性能を最大化することができない。
【００１４】
しかしながら、上記ＢＳが各ＭＳに対する最適の経路を選択するためには、上記ＭＳとその周辺のすべてのＲＳ間のリンク品質を知る必要がある。もし上記各ＭＳの周辺に多数のＲＳが位置する場合、上記各ＭＳでは上記すべてのＲＳに対する情報を上記ＢＳに報告しなければならない。このような場合、上記各ＭＳから上記ＢＳに報告しなければならない情報の量が非常に大きくなることがある。さらに、移動するＭＳの場合は、リンク品質が時間が経つにつれて変わることがあるため、所定の周期で周辺のＲＳ情報をＢＳに報告しなければならない。また移動可能な移動中継器（ＭＲＳ；Ｍｏｂｉｌｅ  Ｒｅｌａｙ  Ｓｔａｔｉｏｎ）を使うシステムでは、一層激しいリンク品質の変化を示すことがある。よって、上記の場合は、上記ＢＳへの報告周期をより短くしなければならない。結局として、上記ＭＳから上記ＢＳへの周辺ＲＳの情報報告のためのＭＳ―ＢＳのアップリンクの負荷量は相当に大きくならざるを得ない。
【００１５】
現在までマルチホップリレー携帯電話網においてメッセージ負荷量を最小化しながら最適の経路を選択することができるルーティング技術は提案されたことがない。即ち、アドホックネットワークを対象にしたルーティングアルゴリズムは、多く研究されてきたが、前述したようにアドホックネットワークのルーティング技術をマルチホップリレー携帯電話網にそのまま適用することは不可能である。
【００１６】
従って、ルーティング技術がマルチホップリレー携帯電話網に及ぼす影響が相当に大きいという点に鑑みて、二つの主な要求条件を満足することができる、即ち、メッセージ負荷量を最小化しながら最適の経路を選択することができる、ルーティング技術が求められている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
そこで、本発明の目的は、マルチホップリレー携帯電話網においてメッセージ負荷量を最小化しながら、同時に最適の経路を選択することができるルーティング装置及び方法を提供するところにある。
【００１８】
本発明の他の目的は、マルチホップリレー携帯電話網において移動端末が基地局に報告する周辺の中継器に関する情報量を最小化しながら、同時に最適の経路を選択できるようにするルーティング装置及び方法を提供するところにある。
【００１９】
本発明のまた他の目的は、マルチホップリレー携帯電話網においてデータ転送率を最大化するルーティング装置及び方法を提供するところにある。
【００２０】
本発明のさらなる目的は、マルチホップリレー携帯電話網において端末または中継器の負荷を低減するルーティング装置及び方法を提供するところにある。
【００２１】
本発明のまた他の目的は、マルチホップリレー携帯電話網において端末または中継器の電力消耗を最小化するルーティング装置及び方法を提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記したような目的を達成するための本発明の実施の形態による方法は、移動端末と、基地局と、少なくとも一つ以上の中継器とを含むマルチホップリレー携帯電話網におけるルーティング方法であって、上記移動端末とその周辺の少なくとも一つ以上の中継器が基地局とのリンク品質を測定してリンク品質情報を生成し、該リンク品質情報を上記移動端末に転送する過程と、上記移動端末が、上記中継器のリンク品質情報を受信して最適の経路を選択し、該選択された最適の経路情報を上記基地局に転送する過程とを含むことを特徴とする。
【００２３】
上記したような目的を達成するための本発明の実施の形態による他の方法は、移動端末と、基地局と、少なくとも一つ以上の中継器とを含むマルチホップリレー携帯電話網における上記中継器のルーティング方法であって、上記基地局のプリアンブルを検出し、該基地局のプリアンブル信号対干渉ノイズ比（ＳＩＮＲ）から基地局―中継器間リンクのデータ転送率を決める過程と、周辺の中継器のプリアンブルを検出し、該周辺の中継器のプリアンブル信号対干渉ノイズ比（ＳＩＮＲ）から各中継器同士の中継器―中継器間リンクのデータ転送率を決める過程と、上記周辺の中継器のプリアンブルに含まれた情報データから上記各中継器から上記基地局までの各経路に関する最適経路有効データ転送率を計算する過程と、該最適経路有効データ転送率結果に基づいて上記各中継器から基地局までの各経路のうち最適の経路を選択し、該選択された最適経路情報を上記基地局に報告する過程と、上記基地局への報告後、中継器自分のプリアンブルを特定のシーケンスに生成し転送する過程とを含むことを特徴とする。
【００２４】
上記したような目的を達成するための本発明の実施の形態によるまた他の方法は、移動端末と、基地局と、少なくとも一つ以上の中継器とを含むマルチホップリレー携帯電話網における上記移動端末のルーティング方法であって、上記基地局のプリアンブルを検出し、該基地局のプリアンブル信号対干渉ノイズ比（ＳＩＮＲ）から基地局―中継器間リンクのデータ転送率を決める過程と、上記中継器のプリアンブルを検出し、該中継器のプリアンブル信号対干渉ノイズ比（ＳＩＮＲ）から各中継器との中継器―移動端末間リンクのデータ転送率を決める過程と、上記中継器のプリアンブルに含まれた情報データから上記各中継器から上記基地局までの各経路に関する最適経路有効データ転送率を計算する過程と、該最適経路有効データ転送率結果に基づいて上記各中継器から基地局までの各経路のうち最適の経路を選択し、該選択された最適経路情報を上記基地局に報告する過程とを含むことを特徴とする。
【００２５】
上記したような目的を達成するための本発明の実施の形態による装置は、移動端末と、基地局と、少なくとも一つ以上の中継器とを含むマルチホップリレー携帯電話網におけるルーティング装置であって、上記基地局とのリンク品質を測定してリンク品質情報を生成し、該リンク品質情報を上記移動端末に転送する少なくとも一つの中継器を含むことを特徴とする。
【００２６】
上記したような目的を達成するための本発明の実施の形態による他の装置は、移動端末と、基地局と、少なくとも一つ以上の中継器とを含むマルチホップリレー携帯電話網におけるルーティング装置であって、上記中継器から基地局とのリンク品質の測定により生成されたリンク品質情報を受信し、該リンク品質情報を用いて上記基地局との最適の経路を選択し、該選択された最適の経路情報を上記基地局に転送する移動端末を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
以上で説明した本発明によれば、中継器（ＲＳ）が該中継器から基地局（ＢＳ）までのリンク性能情報をプリアンブル信号またはパイロット信号に含ませて移動端末（ＭＳ）に転送することにより、上記中継器が上記移動端末に上記ＲＳ―ＢＳ間のリンク性能情報を知らせることができ、これにより上記移動端末自らが最適の経路を選択することができる。また上記移動端末は、自分が選択した最適の中継器情報のみを上記基地局に報告することにより、相当なアップリンク負荷量が要求されるという問題と、最適経路の選択が困難であるという問題点を同時に解決することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、添付図面を参照して本発明による好適な実施の形態を詳しく説明する。下記の説明では、本発明による動作を理解するうえで必要な部分だけを説明し、それ以外の部分の説明は本発明の要旨を曖昧にしないという意味合いから省略したことに留意しなければならない。
【００２９】
提案する本発明は、マルチホップリレー携帯電話網においてメッセージ負荷量を最小化しながら、同時に最適の経路を選択することができるルーティング方法に関する。
【００３０】
提案する本発明において、中継器は、周辺の多数の移動端末に自分の存在を認識させるために所定の制御信号、例えば、プリアンブル信号またはパイロット信号を転送する。また上記ＲＳは、上記転送する制御信号、例えば、ＲＳ自分のプリアンブル内に基地局までの最適経路状態を示す情報を一緒に含ませて上記ＭＳに転送する。そうすると、上記ＲＳプリアンブルを受信したＭＳは、該プリアンブルから上記ＲＳを認知することができ、また上記ＲＳから上記ＢＳに接続される経路のチャンネル状態値も分かるようになる。
【００３１】
従って、上記ＭＳは、上記ＲＳプリアンブルの検出により上記ＭＳから上記ＲＳを経て上記ＢＳに接続されるマルチホップ経路のチャンネル状態値を予測することができる。また、このような方法により上記ＭＳは、周辺の多数のＲＳのうちチャンネル状態値が良い、例えば、検出されたＲＳのチャンネル状態値がシステム設定による所定の閾値以上のＲＳのみを選択することにより、最適のＲＳを決めることができる。上記ＭＳは、上記決められた最適のＲＳの情報のみを上記ＢＳに転送することにより、上記ＭＳのメッセージ報告量を最小化しながら同時に最適の経路を決めることができる。このとき、上記ＭＳは、上記周辺の多数のＲＳのうちチャンネル状態値が最も良い一つのＲＳのみを選択し、最適のＲＳを決めて転送することもできることは言うまでもない。
【００３２】
以下では、添付図面を参照して、まず、従来技術に係る問題点について説明し、次いで上記従来技術において生じていた問題点を解決するための本発明の好適な実施の形態について説明することにする。
【００３３】
前述した従来技術の問題点、即ちＭＳがその周辺のすべてのＲＳのリンク品質情報をＢＳに転送するに際し、その報告量が相当に大きくなるという問題を解決することができる最も簡単な方法としては、上記ＭＳが、受信信号状態の良い所定個数のＲＳのみを上記ＢＳに報告する方法が挙げられる。しかしながら、このような方法を用いても解決できない問題点がある。例えば、上記ＭＳがＢＳ―ＲＳ間のリンク品質は分からないという点である。上記問題点を、下記の図１と図２の例を挙げて説明する。
【００３４】
図１ａ及び図１ｂは、一般的なマルチホップリレー携帯電話網における、ＲＳ受信信号基盤の報告方式による問題点を説明するために概略的に示す図である。
【００３５】
上記図１ａを参照すれば、同図は、ＭＳ１１０がＢＳ１４０に報告するメッセージ負荷量を最小化するために上記ＭＳ１１０が多数のＲＳ、例えば、ＲＳ１１２０、ＲＳ２１３０のうち受信信号状態が最も良いＲＳのみを報告する場合、最適の経路を見つけ出せなくなる例を示している。
【００３６】
上記図１ａにおいて、上記ＭＳ１１０は、最も優れたプリアンブルのＳＩＮＲを有するＲＳのみを選択して上記ＢＳ１４０に報告する。上記図１ａに示すように、上記ＭＳ１１０の周辺にはＲＳ１１２０とＲＳ２１３０が位置する。このとき、ＢＳ１４０―ＭＳ１１０間リンクとＢＳ１４０―ＲＳ２１３０間リンクは、任意の建物１５０によって発生する建物遮蔽のためにＳＩＮＲが相当に低く、反面、ＢＳ１４０―ＲＳ１１２０間リンクのＳＩＮＲは高いと仮定する。また、上記ＲＳ２１３０は、上記ＭＳ１１０寄りに位置するため、上記ＲＳ２１３０の受信信号強度、例えば、ＳＩＮＲが上記ＲＳ１１２０より良いと仮定する。
【００３７】
しかしながら、上記ＢＳ１４０―ＲＳ２１３０間リンクのＳＩＮＲが相当に低いため、全経路のＳＩＮＲ性能は、ＢＳ１４０―ＲＳ１１２０―ＭＳ１１０経路はＢＳ１４０―ＲＳ２１３０―ＭＳ１１０経路より優れている。このとき、上記ＭＳ１１０が全経路のＳＩＮＲ性能について分からなく、上記ＲＳ２１３０の受信信号強度のみに基づいて上記ＲＳ２１３０を最適のＲＳに報告してしまうことがある。よって、上記ＢＳ１４０は、上記ＢＳ１４０―ＲＳ１１２０―ＭＳ１１０経路が最適であるにもかかわらず、上記ＭＳ１１０が報告する上記ＢＳ１４０―ＲＳ２１３０―ＭＳ１１０経路を最適の経路と決める。
【００３８】
上記図１ｂを参照すれば、同図は、上記ＭＳ１１０がＢＳ１４０―ＲＳ１６０間のリンク品質が把握できていないことにより生じ得るまた他の問題点の例を示している。
【００３９】
上記図１ｂにおいて、距離上では上記ＭＳ１１０が、上記ＲＳ１６０と上記ＢＳ１４０のうち上記ＢＳ１４０寄りになっている。また上記ＢＳ１４０―ＲＳ１６０リンク途中の建物１５０による遮蔽のため、ＢＳ１４０―ＲＳ１６０―ＭＳ１１０経路の全ＳＩＮＲ性能は、ＢＳ１４０―ＭＳ１１０の直接経路より悪い。よって、上記ＭＳ１１０は、上記ＲＳ１６０を上記ＢＳ１４０に報告しても、基本的に上記ＭＳ１１０は上記ＢＳ１４０―ＭＳ１１０の経路状態を上記ＢＳ１４０に転送すると仮定する。ここで、最適の経路は、ＢＳ１４０―ＭＳ１１０間の直接経路であるため、上記ＭＳ１１０が上記ＢＳ１４０に報告する上記ＲＳ１６０に関する情報は、さほど意味のないものとなる。
【００４０】
このような場合、上記ＭＳ１１０が上記ＢＳ１４０―ＲＳ１６０間のリンク品質が把握できていたら、上記ＭＳ１１０は、上記ＢＳ１４０―ＲＳ１６０―ＭＳ１１０経路の全ＳＩＮＲ性能が上記ＢＳ１４０―ＭＳ１１０の直接経路より悪いということを知り、その結果、上記ＭＳ１１０は、上記ＲＳ１６０に関する情報を上記ＢＳ１４０に報告しなくても済むことでメッセージ負荷量を減らすことができた。
【００４１】
以下、本発明では、前述したような従来技術の問題点、即ち過度に大きなメッセージ負荷量が要求されるという問題と、上記従来技術が抱えている最適経路選択の難しさを同時に解決することができるルーティング技術を提案する。また本発明では、データ転送率を最大化して効率よいデータ転送を可能にし、ＭＳまたはＲＳでのメッセージ転送による電力消耗を最小化するルーティング技術を提案する。
【００４２】
本発明によるルーティング技術において、所定のＭＳ周辺の多数のＲＳは、ＢＳまでのリンク性能情報を所定の制御信号、例えば、パイロット信号またはプリアンブル信号に含ませて上記ＭＳに転送することにより、上記ＭＳに上記ＲＳ―ＢＳ間のリンク性能情報を知らせる。以下、本発明の実施の形態による上記ＲＳが転送するＲＳのプリアンブル構造とその転送方法について説明することにする。
【００４３】
このとき、後述する本発明は、時分割二重化（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｄｕｐｌｅｘ、以下、「ＴＤＤ」と称する）方式及び直交周波数多重接続（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ、以下、「ＯＦＤＭＡ」と称する）方式を用いるワイヤレス通信システムを例に挙げて説明する。しかし、本発明がこれに限定されるものではないため、本発明の内容は、上記ＴＤＤ方式を用いるシステム及びＯＦＤＭＡ方式を用いるシステムだけでなく、他の多重接続方式を用いるすべてのシステムにも適用可能であることは言うまでもない。そして、本発明の内容は、マルチホップリレー携帯電話網を例に挙げて説明したが、固定性または移動性を有するノード、即ち、中継器または端末間の通信を支援するすべてのシステムに適用できることは言うまでもない。
【００４４】
図２は、本発明の実施の形態によるマルチホップリレー方式を支援するＯＦＤＭＡ／ＴＤＤシステムにおけるフレーム構造の例を示す図である。
【００４５】
上記図２を参照すれば、横軸即ち時間軸は、ＯＦＤＭＡシンボル番号を示し、縦軸即ち周波数軸はサブチャンネル論理的番号を示す。また上記図２のフレームは、アップリンク・サブフレームとダウンリンク・サブフレームとに分けられる。各サブフレームには、ＢＳ―ＭＳ間リンクのためのデータバーストが割り当てられる。また、特定の周波数―時間領域をＲＳ―ＭＳ間リンクのために割り当てることができる。このとき、図２に示すように、ＲＳからＭＳに転送するデータバーストは、上記ダウンリンク・サブフレーム内において割り当てられ、ＭＳからＲＳに転送されるデータバーストは、上記アップリンクサブフレーム内において割り当てられる。
【００４６】
上記ダウンリンク・サブフレームの特定の周波数―時間領域をＲＳのプリアンブルの転送のために割り当てることができる。このとき、上記ＲＳのプリアンブル転送領域は、各ＲＳ毎に該プリアンブル転送領域が異なるように指定することもでき、各ＲＳのプリアンブルが特定のシーケンスに分けられる場合は、多数のＲＳが同じ周波数―時間領域でそれぞれの固有プリアンブルを転送することができる。このとき、上記の如く、各ＲＳのプリアンブルが特定のシーケンスに分けられる場合は、上記多数のＲＳが同じセル領域に位置する場合を仮定する。
【００４７】
上記図２は、ＲＳのプリアンブルの転送のために一つのダウンリンクＯＦＤＭＡシンボル区間において副搬送波の全領域を３つのプリアンブル・サブチャンネルに分けて割り当てた場合であり、各ＲＳは、指定されたプリアンブル・サブチャンネル領域で固有のプリアンブルシーケンスを転送するようになる。
【００４８】
一方、本発明では、上記図２に示すようなプリアンブルを転送するに際し、各ＲＳのプリアンブル内にそれぞれのＲＳを識別するためのＲＳの識別字（以下、「ＩＤ））））と称する）のみならず、ＢＳ―ＲＳ間リンクの品質情報を含ませて転送する。上記したような方式を用いて、上記プリアンブルを成功的に受信したＭＳでは、当該ＢＳ―ＲＳ間のリンク品質情報が分かるようになる。
【００４９】
以下では、上記ＲＳが、上記の如きＲＳのプリアンブルを通じてＢＳ―ＲＳ間リンクの品質情報を転送する方法に関する実施の形態について説明することにする。
【００５０】
まず、上記ＲＳが転送するプリアンブルを特定のシーケンスから構成し、上記プリアンブルを受信するＭＳが上記プリアンブルを転送する当該ＲＳを認識するようにする。上記プリアンブルシーケンスとしては、例えば、擬似ノイズ（Ｐｓｅｕｄｏ  Ｎｏｉｓｅ、以下、「ＰＮ」と称する）コード、直交コード、及び上記ＰＮコードと上記直交コードとの組み合わせを用いることができる。即ち、プリアンブルとして用いられる各副搬送波には、当該ＰＮコード値または直交コード値、或いは上記ＰＮコード値と当該直交コード値との積が乗せられるようになる。
【００５１】
一方、一般のＯＦＤＭＡ移動通信システムにおいて、ダウンリンク・サブフレームの先頭部分はＢＳ固有のシーケンスから構成されたプリアンブル信号が占める。上記ＢＳのプリアンブルの主な目的は、ＭＳの初期同期を早めるためである。このとき、上記プリアンブルシーケンスとしては、ＰＮコードを用いることができ、このとき、各ＢＳ毎に用いられるＰＮコードが異なるように適用される。そして、上記ＢＳのプリアンブルのＰＮコードは、ＲＳのプリアンブルのＰＮコードとして用いることができる。また、ＲＳのプリアンブルの大きさが、ＢＳのプリアンブルの大きさより小さい場合、上記ＲＳのプリアンブルのＰＮコードは、上記ＢＳのプリアンブルのＰＮコードの一部のみをとって用いることができる。
【００５２】
上記の如く、上記ＲＳのプリアンブルのＰＮコードを上記ＢＳのプリアンブルのＰＮコードと関連付けて設計する理由は、ＭＳが上記ＲＳのプリアンブルを受信し検出した時、上記ＲＳに接続されたＢＳを区分するためである。即ち、同じセルに位置する多数のＲＳは同じＲＳのプリアンブルのＰＮコードを用いるようになる。このとき、同じセルに位置する各ＲＳは、直交コードを用いて区分される。なお、上記直交コードの一部は、各ＲＳのＩＤに相当し、上記直交コードの残り部分はＢＳ―ＲＳ間リンクの品質情報を転送するために用いられる。
【００５３】
一方、上記の如きＲＳのプリアンブルシーケンスの構成は、本発明の範囲外であるため、上記ＲＳのプリアンブルシーケンスの構成方法についての詳細な説明は省くことにする。即ち、前述したＲＳのプリアンブルの構成方法は、本発明の実施の形態によって構成することができる一つの実施の形態であって、提案する本発明の特徴は、ＲＳのプリアンブル内にＲＳのＩＤのみならず、ＢＳ―ＲＳ間リンクの品質情報を含ませて転送するという点にあることに留意しなければならない。
【００５４】
次いで、以下では、上記ＲＳがＢＳ―ＲＳ間リンクの品質情報値を決める方法と、ＭＳが上記ＢＳ―ＲＳ間リンクの品質情報値を受信し、最適の経路を選択する方法について具体的に説明することにする。以下の説明では、説明の便宜性のために、２ホップリレーの場合を先に説明し、続いて３ホップ以上の一般化されたリレーの場合を説明する。
【００５５】
まず、２ホップリレーの場合における、ＲＳのプリアンブルに含まれるＢＳ―ＲＳ間リンクの品質情報値の決定方法を説明する。
【００５６】
即ち、ＲＳはＢＳから受信される信号強度、例えば、ＢＳのプリアンブルまたはＢＳのパイロット・トーン信号を用いて受信信号強度を測定し、該測定された受信信号強度を用いてチャンネル状態値を予測する。ここで、上記チャンネル状態値は、上記受信信号強度の測定によって予測することができるＳＩＮＲ値またはＲＳSＩ値を含む。次いで、上記ＲＳは、上記予測されたチャンネル状態値をアップリンク・チャンネルを通じて上記ＢＳに報告する。また、上記ＲＳは、例えば、自分のＲＳのプリアンブルから転送すべきＢＳ―ＲＳ間のリンク品質情報値を決める。例えば、上記ＲＳは、上記ＢＳ―ＲＳ間のリンク品質情報値を決めるために、上記ＢＳの受信ＳＩＮＲに対応するＭＣＳ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｃｏｄｉｎｇ  Ｓｃｈｅｍｅ）レベル値を決め、該決められたＭＣＳレベル値に対応するＢＳ―ＲＳ間のリンク品質情報値のインデックスを選択する。上記ＭＣＳレベル、上記ＭＣＳレベル値に対応するＢＳ―ＲＳ間のリンク品質情報値のインデックス及び受信ＳＩＮＲ値は、下記の表１の通りに表すことができる。
【００５７】
【表１】
2006352894.tif 000003
【００５８】
上記表１では、上記ＢＳ―ＲＳ間のリンク品質情報値のインデックス（情報データインデックス）とＭＣＳレベル（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ、ＦＥＣ ｒａｔｅ、Ｄａｔａ  Ｒａｔｅ）、そして対応する受信ＳＩＮＲ値に相応するマッピングテーブルの一つの実施の形態を表している。同表を参照すれば、上記ＢＳ―ＲＳ間のリンク品質を１６段階に分けて、それぞれのインデックス（０から１５）を付与している。上記インデックス「０」は、ＢＳからの受信ＳＩＮＲが低すぎてリレー機能を果たし得ない場合を指示する。上記ＲＳは、上記表１のようなマッピングテーブル内容を上記ＢＳから予め転送され保存していると仮定するが、本発明がこれに限定されるものではない。また上記マッピングテーブルは、上記ＭＳでも予め保存していてもよい。
【００５９】
次いで、以下では、上記ＲＳのプリアンブルを受信したＭＳが最適の経路を選択する方法について説明することにする。
【００６０】
まず、上記ＭＳは、上記ＲＳからＲＳのプリアンブルを受信し、該受信したＲＳのプリアンブルを検出する。即ち、上記ＭＳは、該受信した上記ＲＳのプリアンブルの検出により上記ＲＳが用いた副チャンネルインデックスと直交コードインデックスが分かる。上記ＭＳは、上記のような検出結果を用いて、例えば、上記ＲＳのプリアンブル副チャンネルインデックスと直交コードインデックスとの組み合わせにより、各ＲＳ信号を区分する。
【００６１】
詳述すれば、上記ＭＳは、上記ＲＳから受信したプリアンブルのＳＩＮＲを測定し、また、上記表１に表すようなマッピングテーブルを用いてＲＳ―ＭＳ間リンクの品質、即ちデータ転送率Ｒ２が分かる。次いで、上記ＭＳは、上記ＲＳのプリアンブルから転送されるＢＳ―ＲＳ間のリンク品質情報値インデックスを取り出し、該取り出したＢＳ―ＲＳ間のリンク品質情報値インデックスを、上記表１に表すようなマッピングテーブルと比べる。上記比較により上記ＭＳはＢＳ―ＲＳ間リンクのデータ転送率Ｒ１が分かる。以後、上記ＭＳは、上記データ転送率Ｒ１と上記データ転送率Ｒ２値を用いて有効転送率Ｅを算出する。上記有効転送率Ｅは、次式１のように定義することができる。
【００６２】
【数１】
2006352894.tif 000004
【００６３】
上記式１のように、上記データ転送率Ｒ1と上記データ転送率Ｒ２値を上記式１に代入すると、ＢＳから上記ＲＳを経て上記ＭＳに接続される経路の有効転送率Ｅを算出することができる。次いで、上記ＭＳは、上記有効転送率Ｅ値のうち最も大きい値を有するＲＳを最適のＲＳと選択する。
【００６４】
次いで、上記ＭＳは、上記有効転送率Ｅの算出により選択されたＲＳのＩＤを上記ＢＳに報告する。即ち、上記ＭＳは、上記選択されたＲＳのＩＤに相当するＲＳのプリアンブル副チャンネルインデックスと直交コードインデックス、及び上記ＲＳの受信ＳＩＮＲ値を上記ＢＳに報告する。すると、上記ＢＳは、上記ＭＳの報告値に基づいて最終的に最適の経路を選択する。
【００６５】
提案する本発明では、最適経路選択の信頼度を高めるために、上記ＭＳは、上記有効転送率Ｅ値が最大であるＲＳのみならず、上記有効転送率Ｅ値に基づいて上位少数のＲＳをＢＳに報告することもできる。このとき、上記ＢＳに報告するＲＳの個数は、上記ＢＳによって予め決められ得る。また最終的に決められる上記ＭＳの最適経路も上記ＢＳが決める。
【００６６】
前述したように、本発明で提案する経路選択方法によれば、メッセージ負荷量を最小化しながら最適経路を選択することができるようになる。
【００６７】
次いで、以下では、３ホップ以上の一般化されたリレーの場合における、ＲＳがＢＳ―ＲＳ間リンクの品質情報値を決める方法とＭＳが受信したＢＳ―ＲＳ間リンクの品質情報値を用いて最適の経路を選択する方法について説明することにする。
【００６８】
まず、３ホップ以上の場合でも前述した２ホップの場合と同様に、上記方法を適用することができる。即ち、各ＲＳまたはＭＳは、周辺のＲＳから受信したプリアンブルの受信ＳＩＮＲと情報データ値から有効転送率Ｅを、上記２ホップの場合と同様に上記式１にて計算することができる。以下では、説明の便宜のために上記周辺のＲＳからの受信をＲＳで行うと仮定する。次いで、上記ＲＳは、ＢＳの直接経路を含むＢＳまでの最適経路を、上記式１から計算された有効転送率Ｅに基づいて選択する。ここで、上記段階における、上記ＢＳの直接経路の有効転送率Ｅは、上記ＢＳからの受信ＳＩＮＲに対応するデータ転送率と同じである。
【００６９】
次いで、上記ＲＳは、上記有効転送率Ｅに基づいて最適の経路を選択した後、該選択された最適の経路情報を上記ＢＳに報告する。以後、上記ＲＳは、上記ＢＳから最終的に決められた最適経路情報を指示されるようになる。ここで、上記したようなＢＳの最終確認手続は、システムの設計によって省略することもできる。この場合、即ち、ＢＳの最終確認手続が省略される場合、最適経路の選択は上記ＲＳが司るようになる。
【００７０】
次いで、上記ＲＳは、上記選択された最適経路の有効データ転送率Ｅに基づいて上記表１に表すようなマッピングテーブルを参照して、上記ＲＳから上記ＢＳまでの経路のリンク品質を示す情報値インデックスを選択する。次いで、上記ＲＳは、該選択された情報値インデックスに対応するリンク品質情報値を決めた後、ＲＳのプリアンブルに含ませて経路上のＲＳまたはＭＳに転送する。すると、上記ＲＳのプリアンブルを受信した別のＲＳまたはＭＳは、上述した動作方式を繰り返す。これにより、ホップ数が増大しても上述したような経路選択方法を用いて、それぞれのＲＳまたはＭＳは、ＢＳまでの最適経路を選択することができる。
【００７１】
一方、最適の経路を計算するそれぞれのＲＳまたはＭＳは、以前のホップＲＳの最適経路が幾つのホップから構成されたかは分からない。しかし、すべてのＲＳとＭＳは、自分が選択した最適経路の情報をＢＳに報告するため、上記ＢＳは、上記すべてのＲＳとＭＳの最適経路情報を有することができる。
【００７２】
上記３ホップ経路での有効転送率Ｅは、次式２のように定義することができる。
【００７３】
【数２】
2006352894.tif 000005
【００７４】
上記式２は、例えば、ＲＳ１、ＲＳ２、そしてＭＳから構成された、即ち３ホップ経路における、上記ＭＳが有効転送率Ｅを計算する方法を例示した式である。このとき、上記ＲＳ２からＢＳまでの最適の経路は、ＢＳ―ＲＳ１―ＲＳ２であると仮定する。上記式２中Ｒ１は、ＢＳ―ＲＳ１間リンクのデータ転送率を示し、Ｒ２は、ＲＳ１―ＲＳ２間リンクのデータ転送率を示し、Ｒ３は、ＲＳ２―ＭＳ間リンクのデータ転送率を示す。また、Ｅ２は、ＲＳ２における最適経路、例えば、ＢＳ―ＲＳ１―ＲＳ２経路の有効転送率を示し、Ｅ３は、ＭＳにおける最適経路、例えば、ＢＳ―ＲＳ１―ＲＳ２―ＭＳ経路の有効転送率を示す。
【００７５】
上記式２は、上記ＭＳで計算されたＢＳ―ＲＳ１―ＲＳ２―ＭＳ経路の有効転送率Ｅ３に関する表現式である。上記ＭＳは、受信されたＲＳ２のプリアンブルのＳＩＮＲ値から上記データ転送率Ｒ３、そして受信ＲＳ２のプリアンブルに含まれた情報データ値から上記ＲＳ２における有効転送率Ｅ２が分かる。上記有効転送率Ｅ２は、１（１/Ｒ２+１/Ｒ１）で与えられ、上記有効転送率Ｅ２値は、上記ＲＳ２が自分のＲＳのプリアンブルに含ませて転送した値である。上記のような方法で上記ＭＳは、３ホップから構成されたマルチホップ経路の有効転送率を計算することができ、従って、３ホップ経路を含む最適のマルチホップ経路を選択することができる。
【００７６】
前述したように、本発明の実施の形態によるマルチホップ経路による有効転送率をまとめてみると、次式３のように定義することができる。即ち、次式３は、Ｎホップから構成されたマルチホップ経路の有効転送率を一般化したものである。
【００７７】
【数３】
2006352894.tif 000006
【００７８】
上記式３中、Ｒｎは、ＲＳ（ｎ−１）とＲＳ（ｎ）間リンクのデータ転送率を示す。なお、Ｒ１は、ＢＳとＲＳ１間リンクのデータ転送率を示す。
【００７９】
次いで、添付した図３と図４を参照して、前述したような本発明の機能を行うためのＲＳとＭＳの動作について説明することにする。
【００８０】
図３は、本発明の実施の形態による機能を行うためのＲＳの動作過程を概略的に示す図である。
【００８１】
上記図３を参照すれば、まず、上記ＲＳの動作は大きくＢＳのプリアンブル処理過程（Ｓ３０１ステップ、Ｓ３０３ステップ）、他のＲＳのプリアンブル処理過程（Ｓ３０５ステップ乃至Ｓ３０９ステップ）、最適経路選択過程（Ｓ３１１ステップ、Ｓ３１３ステップ）、ＢＳ報告過程（Ｓ３１５ステップ）、ＢＳ確認過程（Ｓ３１７ステップ）、ＲＳ自分のＲＳのプリアンブル送信過程（Ｓ３１９ステップ、Ｓ３２１ステップ）とに分けることができる。
【００８２】
上記図３に示すように、上記Ｓ３０１ステップにおいて、上記ＲＳはＢＳのプリアンブルを検出した後、Ｓ３０３ステップに進む。上記Ｓ３０３ステップにおいて、上記ＲＳは上記検出したＢＳのプリアンブルから上記ＢＳのプリアンブル受信ＳＩＮＲを測定し、上記ＢＳのプリアンブル受信ＳＩＮＲからＢＳ―ＲＳ間リンクのデータ転送率を決め、Ｓ３０５ステップに進む。上記Ｓ３０５ステップにおいて、上記ＲＳは周辺の他のＲＳのプリアンブルを検出した後、Ｓ３０７ステップに進む。上記Ｓ３０７ステップにおいて、上記ＲＳは上記検出した他のＲＳのプリアンブルから上記他のＲＳのプリアンブル受信ＳＩＮＲを測定し、上記他のＲＳのプリアンブル受信ＳＩＮＲからＲＳ―ＲＳ間リンクのデータ転送率を決めた後、Ｓ３０９ステップに進む。次に、上記Ｓ３０９ステップにおいて、上記ＲＳは上記他のＲＳのプリアンブルに含まれた情報データ値から上記他のＲＳから上記ＢＳまでの最適経路に関する有効データ転送率を取り込んだ後、Ｓ３１１ステップに進む。
【００８３】
上記Ｓ３１１ステップにおいて、上記ＲＳは各経路の有効転送率を上記式１または式２を用いて計算した後、Ｓ３１３ステップに進む。上記Ｓ３１３ステップにおいて、上記ＲＳは上記Ｓ３１１ステップで得られた上記計算値に基づいて最適の経路を選択する。次いで、Ｓ３１５ステップにおいて、上記ＲＳはＢＳに上記選択した最適経路の情報、例えば、ＲＳの副チャンネルインデックス、直交コードインデックス、受信ＳＩＮＲなどを報告した後、Ｓ３１７ステップに進む。上記Ｓ３１７ステップにおいて、上記ＲＳは上記ＢＳから最終的に決められた最適経路を指示される。このとき、前述したように、上記Ｓ３１７ステップは、システムの設計によって省略することもできる。
【００８４】
次いで、Ｓ３１９ステップにおいて、上記ＲＳは上記選択した最適経路の有効転送率に対応するＲＳのプリアンブルの情報データインデックスを決めた後、Ｓ３２１ステップに進む。上記Ｓ３２１ステップにおいて、上記ＲＳは上記決められたＲＳのプリアンブルの情報データインデックスに相応するＲＳのプリアンブルを生成した後、ブロードキャスティング形態で転送する。
【００８５】
図４は、本発明の実施の形態による機能を行うためのＭＳの動作過程を概略的に示す図である。
【００８６】
上記図４を参照すれば、まず、上記ＭＳの動作は大きくＢＳのプリアンブル処理過程（Ｓ４０１ステップ、Ｓ４０３ステップ）、ＲＳのプリアンブル処理過程（Ｓ４０５ステップ乃至Ｓ４０９ステップ）、最適経路選択過程（Ｓ４１１ステップ、Ｓ４１３ステップ）、ＢＳ報告過程（Ｓ４１５ステップ）、ＢＳ確認過程（Ｓ４１７ステップ）とに分けることができる。
【００８７】
このとき、上記ＭＳは、上記図３に示した上記ＲＳと同じリレー機能を行わない。ゆえに、上記図４に示したように、上記ＭＳの全動作過程は、上記ＲＳにおける動作のうち、ＲＳのプリアンブルを生成し転送するステップを除いては、上記図３に示したＲＳの動作と類似していることが分かる。即ち、上記図３と同様に、上記Ｓ４０１ステップと上記Ｓ４０３ステップでは、ＢＳのプリアンブルを処理し、上記Ｓ４０５ステップから上記Ｓ４０９ステップまでの間ＲＳのプリアンブルを処理する。次いで、上記Ｓ４１１ステップとＳ４１３ステップにおいて最適の経路を選択し、該選択された経路情報を上記Ｓ４１５ステップにおいてＢＳに報告する。最後に、上記Ｓ４１７ステップにおいて、上記ＭＳは上記ＢＳから最終的に決められた最適経路を指示される。ここで、上記Ｓ４１７ステップは、システムの設計によって省略することもできる。
【００８８】
詳述すれば、上記図４に示すように、上記Ｓ４０１ステップにおいて、ＭＳはＢＳのプリアンブルを検出した後、Ｓ４０３ステップに進む。上記Ｓ４０３ステップにおいて、上記ＭＳは上記検出したＢＳのプリアンブルから上記ＢＳのプリアンブル受信ＳＩＮＲを測定し、該ＢＳのプリアンブル受信ＳＩＮＲからＢＳ―ＭＳ間リンクのデータ転送率を決めた後、Ｓ４０５ステップに進む。上記Ｓ４０５ステップにおいて、上記ＭＳは自分周辺のＲＳのプリアンブルを検出した後、Ｓ４０７ステップに進む。上記Ｓ４０７ステップにおいて、上記ＭＳは上記検出したＲＳのプリアンブルからＲＳのプリアンブル受信ＳＩＮＲを測定し、該ＲＳのプリアンブル受信ＳＩＮＲからＲＳ―ＭＳ間リンクのデータ転送率を決めた後、Ｓ４０９ステップに進む。次いで、上記Ｓ４０９ステップにおいて、上記ＭＳは上記ＲＳのプリアンブルに含まれた情報データ値から上記ＲＳから上記ＢＳまでの最適経路に関する有効データ転送率を取り込んだ後、Ｓ４１１ステップに進む。
【００８９】
上記Ｓ４１１ステップにおいて、上記ＭＳは各経路の有効転送率を上記式１または式２を用いて計算した後、Ｓ４１３ステップに進む。上記Ｓ４１３ステップにおいて、上記ＭＳは上記Ｓ４１１ステップにおいて上記計算された計算値に基づいて最適の経路を選択する。次いで、Ｓ４１５ステップにおいて、上記ＭＳはＢＳに上記選択した最適経路の情報、例えば、ＲＳの副チャンネルインデックス、直交コードインデックス、受信ＳＩＮＲなどを報告した後、Ｓ４１７ステップに進む。上記Ｓ４１７ステップにおいて、上記ＭＳは上記ＢＳから最終的に決められた最適経路を指示される。このとき、前述したように、上記Ｓ４１７ステップは、システムの設計によって省略することもできる。
【００９０】
前述したように、本発明では、マルチホップリレー携帯電話網においてメッセージ負荷量を最小化しながら最適の経路を選択することができるルーティング方法を提案する。即ち、ＲＳは、周辺のＭＳに自分の存在を認識させるためにプリアンブルを転送し、また上記ＲＳのプリアンブル中にＢＳまでの最適経路状態を示す情報を一緒に含ませて転送する。そうすると、上記ＲＳのプリアンブルを受信したＭＳでは、上記ＲＳを認知するのみならず、上記ＲＳから上記ＢＳに接続される経路のチャンネル状態値も分かるようになる。
【００９１】
従って、上記ＭＳは上記ＲＳのプリアンブル検出により上記ＭＳから上記ＲＳを経て上記ＢＳに接続されるマルチホップ経路のチャンネル状態値を予測することができ、このような方法により上記ＭＳは最適のＲＳを決めることができる。上記ＭＳは、上記決められた最適のＲＳ情報のみを上記ＢＳに転送することにより、上記ＭＳのメッセージ報告量を最小化しながら同時に最適の経路を見つけ出すことができるようになる。
【００９２】
以上、本発明の詳細な説明では、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明の範囲から逸脱しない範囲内で各種の変形が可能であることは言うまでもない。ゆえに、本発明の範囲は、説明された実施の形態に限られてはいけなく、特許請求の範囲だけでなく、この特許請求の範囲と均等なものなどによって決められるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１Ａ】一般的なＲＳ受信信号基盤の報告方式による問題点を説明するために概略的に示す図である。
【図１Ｂ】一般的なＲＳ受信信号基盤の報告方式による問題点を説明するために概略的に示す図である。
【図２】本発明の実施の形態によるマルチホップリレー方式を支援するＯＦＤＭＡ／ＴＤＤシステムにおけるフレーム構造を概略的に示す図である。
【図３】本発明の実施の形態による機能を行うためのＲＳの動作過程を概略的に示す図である。
【図４】本発明の実施の形態による機能を行うためのＭＳの動作過程を概略的に示す図である。
【符号の説明】
【００９４】
１１０：ＭＳ
１２０：ＲＳ１
１３０：ＲＳ２
１４０：ＢＳ
１６０：ＲＳ
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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